Forskare från University of Sheffield har upptäckt en pulserande gammal stjärna i ett dubbelstjärnesystem, vilket ger dem tillgång till viktig information om historien om hur stjärnor som vår sol utvecklas och så småningom dör.

Upptäckten av den första pulserande vita dvärgstjärnan någonsin i en förmörkande binär av fysiker vid Sheffield innebär att teamet kan se hur binär evolution har påverkat den inre strukturen hos en vit dvärg i detalj för första gången.

En förmörkande binär, eller dubbelstjärnesystem, består av två stjärnor som kretsar runt varandra och som periodvis passerar framför varandra sett från jorden.

Vita dvärgstjärnor är de utbrända kärnorna som blir kvar när en stjärna som solen dör. Denna speciella vita dvärg kan ge viktiga insikter i strukturen, evolution och död för dessa stjärnor för första gången.

De flesta vita dvärgar tros vara gjorda främst av kol och syre, men just denna vita dvärg är gjord mestadels av helium. Teamet tror att detta är ett resultat av att dess binära följeslagare avbröt sin utveckling tidigt, innan den fick en chans att smälta heliumet till kol och syre.

Pulsationerna från denna stjärna upptäcktes med HiPERCAM, en revolutionerande höghastighetskamera utvecklad av ett team ledd av professor Vik Dhillon från University of Sheffields institution för fysik och astronomi.

HiPERCAM kan ta en bild varje millisekund samtidigt i fem olika färger och är monterad på 10,4 m Gran Telescopio Canarias (GTC), världens största optiska teleskop på La Palma. Detta gjorde det möjligt för forskarna att upptäcka de snabba och subtila pulsationerna från just denna vita dvärg.

Pulsationerna av den vita dvärgstjärnan och det förmörkande binära systemet gjorde det möjligt för teamet att undersöka strukturen av den med två tekniker, asteroseismologi och förmörkelsestudier. Asteroseismologi går ut på att mäta hur snabbt ljudvågor färdas genom den vita dvärgen.

Dr Steven Parsons, från University of Sheffields institution för fysik och astronomi, som ledde studien sa:"Att bestämma vad en vit dvärg är gjord av är inte enkelt eftersom dessa objekt har ungefär hälften av solens massa, packad i något ungefär lika stor som jorden. Detta betyder att gravitationen är extremt stark på en vit dvärg, runt en miljon gånger större än här på jorden, så på ytan av en vit dvärg skulle en genomsnittlig person väga cirka 60, 000, 000 kg. Tyngdkraften får alla de tunga elementen i den vita dvärgen att sjunka till mitten, lämnar bara de lättaste elementen kvar på ytan och så förblir den verkliga sammansättningen dold under.

"Denna pulserande vita dvärg vi upptäckte är extremt viktig eftersom vi kan använda den binära rörelsen och förmörkelsen för att oberoende mäta massan och radien för denna vita dvärg, som hjälper oss att avgöra vad den är gjord av. Ännu mer intressant, de två stjärnorna i detta binära system har interagerat med varandra tidigare, överföra material fram och tillbaka mellan dem. Vi kan se hur denna binära evolution har påverkat den vita dvärgens inre struktur, något som vi inte har kunnat göra tidigare för den här typen av binära system."

Nästa steg i forskningen är att fortsätta observera den vita dvärgen för att registrera så många pulsationer som möjligt med HiPERCAM och rymdteleskopet Hubble.

Studien publiceras i Natur astronomi .